Explicar cuando se forma un orbital molecular sigma de enlace, sigma antienlace, pi de enlace y pi antienlace.
Respuestas a la pregunta
Respuesta:
Primero que nada, hay que saber que:
Enlace Sigma:
Es la unión de un enlace simple, es decir un orbital sp3 con el orbital sp3 de otro carbono
Enlace Pi:
Es la unión de un doble (en este caso, la unión sería con orbitales sp2), o triple enlace (en este otro caso, sería lo mismo, pero con orbitales sp1/sp)
Así que:
Enlace Sigma :
El enlace sigma se forma por hibridación de orbitales atómicos. El enlace sigma puede formarse como producto de la hibridación de dos orbitales s, un orbital s y uno p, o dos orbitales p que se hibridan lateralmente.
Enlace π :
En química, los enlaces pi (enlaces π) son enlaces químicos covalentes donde dos lóbulos de un orbital involucrado en el enlace solapan con dos lóbulos del otro orbital involucrado. Estos orbitales comparten un plano nodal que pasa a través de los núcleos involucrados.
La letra griega π en su nombre se refiere a los orbitales p, dado que la simetría de los orbitales de los enlaces pi es la misma que la de los orbitales p. Generalmente, los orbitales p están involucrados en este tipo de enlace. Se asume que los orbitales d también participan en el enlace pi, pero esto no es necesariamente el caso en la realidad, aunque el concepto de enlace por medio de orbitales d explica bien la hipervalencia.
Los enlaces pi son generalmente más débiles que los enlaces sigma, porque su densidad electrónica negativamente cargada está más lejos de la carga positiva del núcleo atómico, lo que requiere más energía. Desde la perspectiva de la mecánica cuántica, la debilidad del enlace se explica por el traslape significativamente menor entre los componentes de los orbitales p, debido a la orientación paralela.
Aunque los enlaces pi por sí mismos son más débiles que un enlace sigma, los enlaces pi son componentes frecuentes de los enlaces múltiples, junto con los enlaces sigma. La combinación de enlace pi y enlace sigma es más fuerte que cualquiera de los enlaces por sí solo. El aumento de la fuerza de un enlace múltiple comparado con un enlace simple (enlace sigma) está indicado de varias formas, pero la más evidente es la contracción de la longitud de enlace. Por ejemplo, en química orgánica, la longitud de enlace carbono-carbono en el etano es (154 pm), etileno (133 pm) y acetileno (120 pm).
Además del enlace sigma, un par de átomos conectados por un enlace doble, enlace triple, enlace cuádruple o enlace quíntuple pueden tener uno, dos, tres o cuatro enlaces pi, respectivamente. Los enlaces pi resultan del traslape de orbitales atómicos que tienen dos áreas de traslape. Los enlaces pi son más difusos que los enlaces sigma. Los electrones en los enlaces pi son referidos algunas veces como electrones pi. Los fragmentos moleculares unidos por un enlace pi no pueden rotar libremente alrededor del enlace sin la ruptura del enlace pi, porque la rotación involucra la destrucción de la orientación paralela de los orbitales p constituyentes.
Casos especiales
La presencia de enlaces pi no necesariamente se da siempre en conjunción con la presencia de enlaces sigma, se conocen también casos en los que dos átomos se enlazan únicamente mediante enlaces pi.
En algunos complejos metálicos, las interacciones pi entre un átomo metálico y los orbitales antienlazantes pi de un alquino o un alqueno forman enlaces pi.
En ciertos casos de enlaces múltiples entre dos átomos, no hay enlaces sigma del todo, sólo enlaces pi. Tales casos incluyen, por ejemplo, el hexacarbonildihierro (Fe2(CO)6), dicarbono (C2) y el borano B2H2. En estos compuestos, los enlaces centrales consisten sólo de enlaces pi, y para conseguir el máximo traslape de orbitales, la longitud de enlace es mucho menor de la esperada.1
Orbital de antienlace
En el contexto de la teoría de orbitales moleculares, un orbital de antienlace es aquel orbital molecular caracterizado porque hay una densidad electrónica pequeña entre los núcleos atómicos, existiendo uno o más nodos perpendiculares al eje internuclear. Según el método de combinación lineal de orbitales atómicos, un orbital antienlazante se forma mediante la interferencia destructiva de dos orbitales atómicos de simetría apropiada. De esta forma, se obtiene un orbital con mayor energía que cualquiera de los dos orbitales atómicos originales, lo que desfavorece la formación del enlace químico entre los dos átomos.
Puesto que los orbitales de antienlace o antienlazantes tienen mayor energía que los orbitales atómicos que les dieron origen, en una estructura electrónica molecular suelen ser llenados en último término.
Explicación: